CN113736948B - 一种dc04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明属于转炉炼钢技术领域,更具体地说,涉及一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的 脱磷控制方法。
背景技术
随着转炉炼钢工艺日渐成熟,对于转炉脱磷控制水平要求不断提高。一般转炉在吹炼终 点等样合格后出钢,已不能适应转炉高效生产缩短冶炼周期的发展趋势。转炉生产低磷IF钢 DC04(内控磷含量要求≤0.015%,判钢磷含量要求≤0.020%)时,当化验室距离炉台远,通 过风动送样,吹炼终点等样时间长,钢水温度及其氧化性都处于炼钢过程峰值,对于炉况损 害极大。同时由于吹炼终点等样时间长,等样过程中温度降低,热量流失,增加了炼钢工序 能源消耗。但若终点不等样,转炉终点磷含量的控制难度大。针对以上问题,有必要发明一 种DC04钢转炉冶炼终点不等样脱磷控制方法。
关于转炉脱磷控制方法已有大量专利文献公开,如申请号2013101818963的专利,公开 了一种基于副枪系统的转炉炼钢钢水定磷方法,采用转炉副枪检测炉内钢水温度、氧化性和 二级计算机系统加料等信息,利用BP神经网络模型,在吹炼终点实时在线预报转炉终点磷 含量。在吹炼终点能在线实时预报转炉终点磷含量,预报精度高,并能直接指导转炉冶炼终 点判断,减少补吹次数,缩短转炉冶炼周期,减少转炉终点“不等样”直接出钢的负面影响, 提高生产效率。BP神经网络模型建立过程简单,仅依托现有的副枪系统和二级计算机系统就 可以实现在线应用,成本低,维护方便,稳定性好。在吹炼终点可快速有效预报炼钢钢水磷 含量,计算响应时间小于30s,预报误差在±0.007%之内的命中率可达95%以上。
发明内容
1、要解决的问题
针对上述问题,有必要研究一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法,能够有 效控制钢水终点磷含量,保证钢水磷含量的合格率,实现不等样即可出钢,缩短了冶炼周期, 提高了生产效率,降低了能源消耗。
2、技术方案
为解决上述问题,本发明采用如下的技术方案。
一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法,包括以下步骤:
S1:在最佳留渣量和炉渣碱度的基础上,副枪TSC测量得到的钢水温度为t℃,钢水中 带的碳含量为c%,当t+c*100-1650≤0时,后续辅吹过程中不加入烧结矿,当t+c*100-1650 >0时,后续辅吹过程中加入一定量的烧结矿;
更进一步,步骤S1中当t+c*100-1650>0时,烧结矿的加入量=(t+c*100-1650)*100kg。
更进一步,步骤S1中加入烧结矿后,在辅吹和等待副枪TSO测量的这一阶段采用氩气 底吹进行强搅拌,其中氩气流量为1980±100m3/h。
更进一步,步骤S1中300吨转炉冶炼DC04钢的最佳留渣量为17吨-24吨和炉渣碱度为 4.3-4.7。
更进一步,步骤S2中副枪TSO测量得到的钢水温度为1660℃-1680℃,且钢水样品测量 得到钢水中的磷含量低于0.020%。
3、有益效果
相比于现有技术,本发明的有益效果为:
(1)本发明的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法,通过留渣量和炉渣碱 度的控制,首先利用转炉冶炼副枪TSC测量值与钢水磷之间的关系,预判断主吹钢水磷含量 的高低;然后通过辅吹过程有效调整;最后,结合副枪TSO测量钢水终点氧含量综合判断, 实现了转炉终点钢水磷含量可控和不等样即刻出钢。
(2)本发明的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法,在辅吹和等待副枪 TSO测量的这一阶段采用氩气底吹进行强搅拌,其中氩气流量为1980±100m3/h。适时强搅 拌,能够有效降低碳氧积,获得了较低的钢水氧含量。当副枪TSC测量后,利用公式 t+c*100-1650≤0,判断在辅吹阶段加入烧结矿,并通过公式烧结矿的加入量=(t+c*100-1650)*100kg,计算得到需要加入的烧结矿的重量。通过烧结矿的加入,一方面可以降低炉内温度, 促进脱磷反应的进行,另一方面增加了炉内氧化气氛,同样能够促进脱磷反应的进行,从而 确保了钢水磷含量的合格,可实现转炉冶炼低磷IF钢DC04终点不等样即刻出钢,缩短了冶 炼周期,提高了生产作业率,降低了耐材和能源消耗。
(3)本发明的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法,300吨转炉冶炼DC04 钢的最佳留渣量为17吨-24吨和炉渣碱度为4.3-4.7,留渣量过低会影响脱磷效果,使得终点 钢水的磷含量较高;而留渣量过高会导致渣层过厚,辅吹过程升温偏慢,影响终点钢水温度 的命中,造成终点钢水温度不足。炉渣碱度过低,不利于脱磷反应;炉渣碱度过高,炉渣的 流动性较差,也影响脱磷效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
本实施例的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法,包括以下步骤:
S1:在最佳留渣量和炉渣碱度的基础上,300吨转炉冶炼DC04钢的最佳留渣量为17吨 -24吨和炉渣碱度为4.3-4.7,留渣量过低会影响脱磷效果,使得终点钢水的磷含量较高;而 留渣量过高会导致渣层过厚,辅吹过程升温偏慢,影响终点钢水温度的命中,造成终点钢水 温度不足。炉渣碱度过低,不利于脱磷反应;炉渣碱度过高,炉渣的流动性较差,也影响脱 磷效果。具体地,本实施例中采用300吨转炉进行冶炼,确认转炉底吹条件良好,转炉连续 生产,并计算前3炉平均碳氧积为12.7,前一炉出完钢,翻渣后留渣量为17吨,溅渣护炉, 炉渣碱度设定为4.4后,进行静态模型计算,加废钢50.2吨,兑铁水285.1吨,其中铁水包 括以下质量百分比的化学成分:C:4.40%-4.80%、Si:0.15%-0.60%、Mn:0.12%-0.18%、 P:0.09%-0.15%、S:0.001%-0.003%、V:0.030%-0.065%、Ti:0.040%-0.125%,其余的为Fe和其 他杂质。具体地,本实施例中铁水包括以下质量百分比的化学成分:C:4.40%,Si0.53%, Mn:0.14%,P:0.106%,S:0.002%,V:0.035%,Ti:0.095%,其余的为Fe和其他杂质。 铁水KR处理后温度1392℃,开始冶炼。
冶炼至副枪TSC测量时,副枪TSC测量得到的钢水温度为t℃,钢水中的碳含量为c%, 当t+c*100-1650≤0时,后续辅吹过程中不加入烧结矿。当t+c*100偏低的情况下,主吹TSC 测量前脱磷效果较好,辅吹过程不需要再添加烧结矿。
当t+c*100-1650>0时,后续辅吹过程中加入一定量的烧结矿,其中烧结矿的加入量= (t+c*100-1650)*100kg。加入烧结矿一方面相当于冷却剂,能够使得钢水的升温速度变缓, 促进脱磷反应的进行,另一方面烧结矿相当于氧化剂,对脱磷有一定的促进作用,同时由于 脱磷是放热氧化反应,且加入烧结矿后导致钢水温度降低,对脱磷也有一定的促进作用,进 一步保证了脱磷效果,能够有效控制终点钢水中磷含量达到出钢的标准水平,实现不等样即 可出钢。
在辅吹和等待副枪TSO测量的这一阶段采用氩气底吹进行强搅拌,其中氩气流量为1980 ±100m3/h。适时强搅拌,能够有效降低碳氧积,获得了较低的钢水氧含量。当副枪TSC测 量后,利用公式t+c*100-1650≤0,判断在辅吹阶段加入烧结矿。通过烧结矿的加入,一方面 可以降低炉内温度,促进脱磷反应的进行,另一方面增加了炉内氧化气氛,同样能够促进脱 磷反应的进行,从而确保了钢水磷含量的合格,可实现转炉冶炼低磷IF钢DC04终点不等样 即刻出钢,缩短了冶炼周期,提高了生产作业率,降低了耐材和能源消耗。
S2:副枪TSO测量时,测量得到的钢水温度符合出钢要求,且 时,不等样即刻出钢,其中为前3炉的平均碳氧积,当时, 时,时,为原值,且0.0315为低磷IF钢DC04出钢的平均碳含量 水平。副枪TSO测量得到的钢水温度为1660℃-1680℃,且钢水样品测量得到钢水中的磷含 量低于0.020%。当时,钢水终点氧含量偏低,此时 钢水中的磷含量超标的概率较大,建议补吹后再出钢。一般情况下,通过(1)选择最佳留渣 量和炉渣碱度,(2)TSC测量后,加入烧结矿的调整,(3)适时底吹强搅拌,(4)TSO 测量后的氧含量不低于这四步的调整和判断,极大提高了钢水终点磷含量的合 格率。
具体地,本实施例中副枪TSC测量得到的钢水温度为1630.6℃,钢水中碳含量为0.31%, 辅吹和等待副枪TSO测量阶段底吹流量为1980m3/h,计算加入烧结矿=(t+c*100-1650) *100kg=(1630.6+0.31*100-1650)=1160kg。冶炼终点,副枪TSO测量温度为1663.0℃,测 量终点氧含量为392ppm≥13/0.0315-55=358ppm时,不等样即刻出钢,化验室化验转炉主吹 TSC测量时钢水磷含量为0.0899%,TSO测量时终点磷含量为0.0161%,终点磷含量合格, 满足生产要求。
本实施例通过留渣量和炉渣碱度的控制,首先利用转炉冶炼副枪TSC测量值与钢水磷之 间的关系,预判断主吹钢水磷含量的高低;然后通过辅吹过程有效调整;最后,结合副枪TSO 测量钢水终点氧含量综合判断,实现了转炉终点钢水磷含量可控和不等样即刻出钢。
实施例2
本实施例的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法,与实施例1基本一致, 其不同之处在于,本实施例中300吨转炉,确认转炉底吹条件良好,转炉连续生产,计算前 3炉平均碳氧积为14.3,前一炉出完钢,翻渣后留渣量为24吨控制,溅渣护炉,炉渣碱度设 定为4.7,进行静态模型计算,加废钢38.7吨,兑铁水294.2吨,其中铁水包括以下质量百分 比的化学成分:C:4.57%,Si:0.60%,Mn:0.18%,P:0.141%,S:0.002%,V:0.064%,Ti:0.123%,其余的为Fe和其他杂质。铁水KR处理后温度1319℃,开始冶炼。
冶炼至副枪TSC测量时,副枪TSC测量得到的钢水温度为1626.3℃,钢水中的碳含量 为0.61%,此时t+c*100-1650=1626.3+0.61*100-1650=37.3>0,计算加入烧结矿3730kg,辅 吹和等待副枪TSO测量这一阶段,底吹氩气流量为1900m3/h,冶炼终点,副枪TSO测量温 度为1662.9℃,测量终点氧为460ppm≥14.3/0.0315-55=399ppm时,不等样即刻出钢,化验 室化验转炉主吹TSC测量时钢水磷含量为0.1320%,TSO测量时终点钢水磷含量为0.0149%, 终点磷含量合格。
实施例3
本实施例的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法,与实施例1基本一致, 其不同之处在于,本实施例中本实施例中300吨转炉,确认转炉底吹条件良好,转炉连续生 产,计算前3炉平均碳氧积为13.6,前一炉出完钢,翻渣后留渣量为20吨控制,溅渣护炉, 炉渣碱度设定为4.5,进行静态模型计算,加废钢25.5吨,兑铁水294.2吨,其中铁水包括以 下质量百分比的化学成分:C:4.59%,Si:0.39%,Mn:0.16%,P:0.141%,S:0.001%,V: 0.055%,Ti:0.058%,其余的为Fe和其他杂质。铁水KR处理后温度1273℃,开始冶炼。
冶炼至副枪TSC测量时,副枪TSC测量得到的钢水温度为1579.4℃,钢水中的碳含量 为0.91%,此时t+c*100-1650=1579.4+0.91*100-1650=20.4>0,计算加入烧结矿2040kg,辅 吹和等待副枪TSO测量这一阶段,底吹氩气流量为2000m3/h,冶炼终点,副枪TSO测量温 度为1662.1℃,测量终点氧为413ppm≥13.6/0.0315-55=377ppm时,不等样即刻出钢,化验 室化验转炉主吹TSC测量时钢水磷含量为0.0370%,TSO测量时终点钢水磷含量为0.0144%, 终点磷含量合格。
实施例4
本实施例的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法,与实施例1基本一致, 其不同之处在于,本实施例中本实施例中300吨转炉,确认转炉底吹条件良好,转炉连续生 产,计算前3炉平均碳氧积为16.4,前一炉出完钢,翻渣后留渣量为18吨控制,溅渣护炉, 炉渣碱度设定为4.5,进行静态模型计算,加废钢31.0吨,兑铁水298.9吨,其中铁水包括以 下质量百分比的化学成分:C:4.69%,Si:0.36%,Mn:0.15%,P:0.108%,S:0.002%,V: 0.046%,Ti:0.054%,其余的为Fe和其他杂质。铁水KR处理后温度1314℃,开始冶炼。
冶炼至副枪TSC测量时,副枪TSC测量得到的钢水温度为1622.3℃,钢水中的碳含量 为0.34%,此时t+c*100-1650=1622.3+0.34*100-1650=6.3>0,计算加入烧结矿630kg,辅吹 和等待副枪TSO测量这一阶段,底吹氩气流量为1990m3/h,冶炼终点,副枪TSO测量温度 为1675.7℃,测量终点氧为521ppm≥16/0.0315-55=453ppm时,不等样即刻出钢,化验室化 验转炉主吹TSC测量时钢水磷含量为0.0529%,TSO测量时终点钢水磷含量为0.0133%,终 点磷含量合格。
实施例5
本实施例的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法,与实施例1基本一致, 其不同之处在于,本实施例中本实施例中300吨转炉,确认转炉底吹条件良好,转炉连续生 产,计算前3炉平均碳氧积为14.8,前一炉出完钢,翻渣后留渣量为22吨控制,溅渣护炉, 炉渣碱度设定为4.6,进行静态模型计算,加废钢37.7吨,兑铁水288.3吨,其中铁水包括以 下质量百分比的化学成分:C:4.55%,Si:0.34%,Mn:0.13%,P:0.13%,S:0.001%,V: 0.049%,Ti:0.071%,其余的为Fe和其他杂质。铁水KR处理后温度1330℃,开始冶炼。
冶炼至副枪TSC测量时,副枪TSC测量得到的钢水温度为1622.0℃,钢水中的碳含量 为0.39%,此时t+c*100-1650=1622.0+0.39*100-1650=11>0,计算加入烧结矿1100kg,辅吹 和等待副枪TSO测量这一阶段,底吹氩气流量为1990m3/h,冶炼终点,副枪TSO测量温度 为1661.7℃,测量终点氧为460ppm≥14.8/0.0315-55=414ppm时,不等样即刻出钢,化验室 化验转炉主吹TSC测量时钢水磷含量为0.0601%,TSO测量时终点钢水磷含量为0.0132%, 终点磷含量合格。
本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明构思和范围进 行限定,在不脱离本发明设计思想的前提下,本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出 的各种变形和改进,均应落入本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:在最佳留渣量和炉渣碱度的基础上,副枪TSC测量得到的钢水温度为t℃,钢水中的碳含量为c%,当t+c*100-1650≤0时,后续辅吹过程中不加入烧结矿,当t+c*100-1650>0时,后续辅吹过程中加入一定量的烧结矿,烧结矿的加入量=(t+c*100-1650)*100kg,加入烧结矿后,在辅吹和等待副枪TSO测量的这一阶段采用氩气底吹进行强搅拌,其中氩气流量为1980±100m³/h;
2.根据权利要求1所述的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法,其特征在于:所述转炉为300吨转炉,300吨转炉冶炼DC04钢的最佳留渣量为17吨-24吨,炉渣碱度为4.3-4.7。
3.根据权利要求1或2任意一项所述的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法,其特征在于:步骤S2中副枪TSO测量得到的钢水温度为1660℃-1680℃,且钢水样品测量得到钢水中的磷含量低于0.020%。
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